Bài tập lớn môn Công nghệ xử lý nước thải: QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNGMôn: Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Chuyên đề QUÁ TRÌNH NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ... 2.1 Định nghĩa Xử lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG

Môn: Công Nghệ Xử Lý Nước Thải

Chuyên đề

QUÁ TRÌNH NƯỚC THẢI BẰNG

PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

HIẾU KHÍ

THÀNH VIÊN NHÓM 2

1 Nguyễn Thị Minh Hồng

2 Trương Thị Thùy Dương

3 Đinh Kim Chi

4 Võ Thị Kim Hằng

5 Đặng Mỹ Tiên

6 Nguyễn Duy Nhân

7 Bùi Nguyễn Minh Cảnh

 Nước thải chia làm 3 loại:

 Nước thải sinh hoạt

 Nước thải công nghiệp

 Nước thải tự nhiên (

nước mưa chảy tràn )

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

1.1 Nguồn gốc phát sinh các loại nước thải đặc trưng

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh

hoạt hàng ngày của con người như tắm rửa, bài tiết, chếbiến thức ăn…từ khu dân cư, khu hoạt động thương mại,trường học…

Nước thải công nghiệp được sinh ra trong quá trình

sản xuất công nghiệp Gồm 2 loại:

1.2 Tính chất của nước thải

Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất khác nhau, với số lượng và nồng độ cũng thay đổi rất khác nhau tùy vào nguồn gốc phát sinh của nó.

TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH SINH HỌC

TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 Định nghĩa

 Xử lý sinh học nước thải thực chất là lợi dụng sựsống và hoạt động của VSV để thực hiện các dạngthủy phân khác nhau Sự phân hủy chất hữu cơthường kèm theo sự thoát khí dưới tác dụng ezim

do vi khuẩn tiết ra

Nhiệm vụ công trình XLSH là tạo điều kiện sống

và hoạt động tốt nhất cho VSV phân hủy HCHCnhanh chóng

2.2 Các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU

KHÍ

3.1 Định nghĩa 3.2 Các giai đoạn phân hủy chất hữu cơ 3.3 Vi sinh vật trong quá trình phân hủy chất hữu cơ 3.4 Yếu tố ảnh hưởng

3.5 Động học của quá trình phân hủy chất hữu cơ

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC

HIẾU KHÍ Nội dung trình bày

3.1 Định nghĩa:

 Cơ sở khoa học

Sử dụng các VSV hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ

trong nước thải có đầy đủ oxy hòa tan ở nhiệt độ, pH… thích hợp

 Sơ đồ phản ứng

3.2 Các giai đoạn phân hủy chất hữu cơ

3.2 Các giai đoạn phân hủy chất hữu cơ

Gồm 3 giai đoạn

Giai đoạn 3

Quá trình dị hóa- Hô hấp nội bào

3.3 Vi sinh vật trong quá trình phân hủy

chất hữu cơ

Đặc điểm Khả năng

phân hủy

Phân hủy bằng

VSV thủy phân

Chất ít tan, chất phức

tạp

Ezym Amilaza, lipase, proteaza

Nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn

Giai

đoạn oxy

– hóa

Gram âm (-), hình que, không sinh bào tử

Đường đơn, amino acid, acid béo…

Oxy hóa khử

-VSV oxy – hóa, Vi khuẩn nitrate

hóa

Một số vi sinh vật hiếu khí điển hình

- Là những trực khuẩn, thuộc vi khuẩn hiếu khí tùy tiện

- Là vi khuẩn gram dương (+), không có tiêm mao Chúng có khả năng sinh tổng hợp enzyme protease và aruylase rất mạnh và phát triển mạnh ở nhiệt độ 35-45oC và pH = 4,5.

Protein Enzym ngoại bào

Peptit ngắn Acid amin

NH 3

H 2 S

H 2 o Indol skatelo

 Vi khuẩn Bacillus:

Một số vi sinh vật hiếu khí điển hình

Trong kết quả nghiên cứu đã phân lập được 236 chủng Bacillus

từ các mẫu đất và nước thải khác nhau.

Nước thải sông Tô Lịch/TH5 165 92

Bảng so sánh giá trị BOD 5 có và không sử dụng vi sinh vật (mg/l)

Một số vi sinh vật hiếu khí điển hình

• Là trực khuẩn gram âm(-), chuyển động do có tiên maomọc ở một đầu, hình que thẳng hoặc hơi cong, khôngtạo thành bào tử và phát triển ở điều kiện hiếu khí

• Tất cả Pseudomonas đều có hoạt tính amilaza và

proteaza, đồng thời lên men được nhiều loại đường vàtạo màng nhầy, pH <5,5 sẽ kìm hãm vi khuẩn

Pseudomonas phát triển và kìm hãm sinh tổng hợp

proteaza

• Nồng độ muối trong nước tới 5 – 6% thì sinh trưởngcủa vi khuẩn này bị ngừng trệ

 Trực khuẩn Pseudomonas

3

Lượng oxy hòa tan

4

Thành phần dinh dưỡng đối với VSV

5

Nồng

độ cho phép chất bẩn

HC có trong nước thải

6

Các chất

có độc tính ở trong nước thải

7 Nồng

độ các chất lơ lưởng

ở dạng huyền phù3.4 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

sinh học hiếu khí

pH của nước thải

 Ảnh hưởng nhiều đến các quá trình hóa sinh của VSV,quá trình tạo bùn và lắng

 Tối ưu từ 6.5 – 8.5

Nhiệt độ

 Hầu hết các VSV trong nước là các thể ưu ấm

 Nhiệt độ xử lý nước thải trong khoảng 6-37oC, tốtnhất ở 25-37oC

 Nhiệt độ còn ảnh hưởng nhiều tới quá trình hòa tanoxy trong nước, cung như khả năng kết lắng của bông cặnbùn hoạt tính

Lượng oxy hòa tan trong nước

Là điều kiện đầu tiên đển đảm bảo cho công trình phânhủy vi sinh hiếu khí

Đảm bảo cung cấp đủ lương oxy, liên tục đáp ưng chonhu cầu hiếu khí của VSV trong bùn hoạt tính

Lượng oxy được coi là đủ khi ra khỏi bể lắng với nông

độ 2 mg/l

Các giải pháp để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan

 Khuấy cơ học: khuấy ngang, khuấy đứng…Song biệnpháp này không hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu oxy

 Thổi và sục khí bằng hệ thông nén khí

 Kết hợp nén khí với khuấy đảo

Lượng oxy hòa tan trong nước

Nồng độ cho phép của chất bẩn HC có trong nước thải

Các loại nước thải có thể xử lý bằng hệ thống phân hủy visinh hiếu khí có lượng BOD khoảng 500mg/l, còn trườnghợp cao hơn (không qua 1000mg/l) phải xử lý hệ thống visinh hiếu khí khuấy trộn hoàn chỉnh

Nếu BOD cao quá mức ta phải pha loãng

Nồng độ các chất lơ lưởng ở dạng huyền phù

Nồng độ chất lơ lửng không quá 100mg/l => xử lý

Nồng độ muối vô cơ không quá 10g/l

Nếu có các chất độc như kim loại nặng, chất độc khác cầnphải tiến hành phân tích cần thận & có biện pháp xử lý

riêng biệt, sao đó mới xử lý bằng PPSH

Các chất có độc tính ở trong nước thải

3.5 Động học của quá trình xử lý hiếu khí

Để đảm bảo cho quá trình xử lý sinh học diễn ra có hiệu quả thì phải tạo được các môi trường như: pH, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, thời gian… tốt nhất cho hệ vi sinh Khi các điều kiện trên được đảm bảo thì quá trình xử lý diển rav như sau:

Tốc độ tăng trưởng tế bào ở cả 2 trường hợp nuôi cấy theo từng mẻ hay nuôi cấy trong các bể có dòng chảy liên tục biểu diễn bằng công thức:

R= u X Trong đó:

R: tốc độ tăng trưởng của tế bào vi sinh, g/m3.s

u: tốc độ tăng trưởng riêng (l/thời gian=l/s)

X: nồng độ vi sinh trong bể hay nồng độ bùn hoạt tính, g/m3=mg/l

3.5 Động học của quá trình xử lý hiếu khí

Chất nền

Nhiệt độ

Kim loại nặng

Hô hấp nội

bào

Oxy Yếu tố

ảnh hưởng

CÁC CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HIẾU KHÍ

Nội dung trình bày

Các giai đoạn xử lý nước thải bằng công nghệ hiếu khí

Các dạng công nghệ hiếu khí phổ biến

4.1 Các giai đoạn xử lý nước thải bằng

công nghệ hiếu khí

4.2 Các dạng công nghệ hiếu khí phổ biến

SINH TRƯỞNG LƠ LỬNG

Trạng thái lơ lửng ( tự do) vi khuẩn được phát triển một cách phân tán dưới dạng kết bông ngay trong lòng chất lỏng cần được xử lý như giái pháp hiếu khi 1 bùn hoạt tính, lọc sinh học trong điều kiện

tự nhiên…

Aerotank: là công trình xử lý nước thải có dạng bể được thực

hiện nhờ bùn hoạt tính và cấp oxy bằng khí nén hoặc làm

thoáng, khuấy đảo liên tục Với điều kiện như vậy, bùn được

phát triển ở trạng thái lơ lửng và hiệu suất phân hủy (oxy

hóa) các hợp chất hữu cơ là khá cao

SINH TRƯỞNG LƠ LỬNG

Các mối quan hệ cơ bản để khử cacbon hữu cơ

Phân loại aerotank

Sơ đồ xử lý nước thải với bể aerotank Tính toán thiết kế bể aerotank

Mương oxy hóa AROTEN

 CÁC MỐI QUAN HỆ CƠ BẢN ĐỂ KHỬ CACBON HỮU CƠ

 Các thông số hoạt động của bể aerotank

Tải trọng theo khối lượng và thể tích

Độ tuổi của bùn Khả năng lắng của bùn ( dựa vào chỉ số bùn) Sục khí

Là tỉ số giữa khối lượng chất nhiễm bẩn ( tương đương BOD) tính trên một đơn vị khối lượng bùn trong một đơn vị thời gian ( ngày đêm) Ảnh hưởng đến:

- Khả năng lắng: tải trọng kl nhỏ -> năng suất lắng cao và ngược lại

- Bùn dư: tải trọng kl nhỏ -> hạn chế của chất nền -> hô hấp nội bào

nhiều hơn so với tải lượng lớn -> sản sinh ra bùn sinh học kém

- Độ ổn định của bùn: sự hô hấp nội bào mạnh hơn làm cho các vi

khuẩn được khoáng hóa tốt hơn –> bùn thừa kém khả năng lên men

- Nhu cầu oxy: tải trọng kl nhỏ ->hô hấp nội bào mạnh -> nhu cầu

oxy tăng

Tải trọng theo khối lượng và thể tích

Độ tuổi của bùn

Là tỉ số giữa trọng lượng bùn trong bể và trọng

lượng bùn lấy ra khỏi bể trong một ngày

Sục khí

Để cung cấp oxy người ta tiến hành sục khísâu trong lòng nước để tạo ra các bọt khí

Aerotank một bậc

Aerotank nhiều bậc

Theo cấu trúc dòng chảy

Aerotank

-đẩy

Aerotank – trộn

Aerotank kết hợp

Theo pp làm thoáng

Khí nén

Cơ học

Kết hợp

SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VỚI BỂ AROTEN

Xử lý hoàn toàn ở aerotank một bậc

SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VỚI BỂ AROTEN

Xử lý hoàn toàn ở bể aerotank một bậc có ngăn tái sinh bùn

SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI VỚI BỂ AROTEN

Aertank – đẩy hai bậc không có ngăn tái sinh bùn

MỘT SỐ SƠ ĐỒ XLNT VỚI BỂ AROTEN

Aertank – đẩy hai bậc có ngăn tái sinh bùn

 Lượng bùn tạo ra hằng ngày

 Thời gian làm thoáng

 Lượng oxy cần thiết

MƯƠNG OXY HÓA

 Là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng chuyển

động tuần hoàn trong mương

 Hiệu quả xử lý BOD5, nito, photpho cao, quản lý đơn

giản, ít bị ảnh hưởng của thay đổi thành phần và lưu

lượng đầu vào

MƯƠNG OXY HÓA

SINH TRƯỞNG DÍNH BÁM BẰNG MÀNG SINH HỌC

BỂ BIOPHIN

Diễn biến của quá trình xử lý bằng vi sinh dính bám

Phân loại bể biophin

Sơ đồ xử lý nước thải với bể biophin Tính toán thiết kế bể biophin

Một số công trình khác

BỂ BIOPHIN

Bể biophin với vật liệu không ngập trong nước

Bể biophin với vật liệu ngập trong nước

PHÂN LOẠI

Bể biophin với vật liệu không ngập trong nước

Biophin làm thoáng tự nhiên

Biophin làm thoáng cưỡng bức

Theo chế độ làm việc

Biophin làm việc liên tục

Biophin làm việc gián đoạn

Theo công nghệ

Biophin 1 bậc

Biohin 2 bậc

BỂ BIOPHIN

Tính toán thiết kế bể biophin

Thông số tính toán bể biophin nhỏ giọt

Thể tích vật liêu lọc

Tải trọng thủy lực cho phép của bểbiophin

Diện tích bề mặt bể biophin

SƠ ĐỒ ỨNG DỤNG MÀNG SINH HỌC TRONG XỬ LÝ

NƯỚC THẢI

Một số công nghệ sinh trưởng dính bám bằng màng sinh học Đĩa quay sinh học

ỨNG DỤNG

SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH THUỘC DA

SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN HẠT ĐIỀU

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 PGS-TS Hoàng Huệ, Xử lý nước thải, NXB xây

qua-xu-ly-nuoc-thai-sinh-hoat-bang-phuong-phap-Cảm ơn Thầy và các bạn đã

lắng nghe